(57)【要約】  分離膜を用いて分離膜よりも高硬度の粒子を含有する原水をろ過した後の分離膜モジュールの洗浄方法において、空気洗浄時の高硬度粒子による膜外表面の擦過を効率的に低減し、引き続きろ過工程に供される際には、膜表面の高硬度粒子由来のケークろ過抵抗を抑制し、低い膜ろ過差圧での安定運転を可能にすることを目的とし、ろ過終了後、分離膜モジュール内の膜一次側の水を系外に排出した後に、逆圧洗浄を実施しながら分離膜モジュール内の逆圧洗浄排水を排出し、次いで、以下のいずれかの工程を実施し、その後、分離膜モジュール内の膜一次側の水を系外に排出する。（ａ）分離膜モジュール内の膜一次側を水で満たして空気洗浄を行う工程（ｂ）分離膜モジュール内の膜一次側に水を給水しながら空気洗浄を行う工程
2011122289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離膜を用いて分離膜よりも高硬度の粒子を含有する原水をろ過した後の分離膜モジュールの洗浄方法において、ろ過終了後、分離膜モジュール内の膜一次側の水を系外に排出した後に、逆圧洗浄を実施しながら分離膜モジュール内の逆圧洗浄排水を排出し、次いで、以下のいずれかの工程を実施し、その後、分離膜モジュール内の膜一次側の水を系外に排出する、分離膜モジュールの洗浄方法。
（ａ）分離膜モジュール内の膜一次側を水で満たして空気洗浄を行う工程
（ｂ）分離膜モジュール内の膜一次側に水を給水しながら空気洗浄を行う工程
【請求項２】
前記（ａ）の工程では、逆圧洗浄水および／または原水で膜一次側を満たして空気洗浄を行う、請求項１に記載の分離膜モジュールの洗浄方法。
【請求項３】
前記（ｂ）の工程では、逆圧洗浄水および／または原水を膜一次側に給水しながら空気洗浄を行う、請求項１に記載の分離膜モジュールの洗浄方法。
【請求項４】
ろ過終了後、分離膜モジュール内の膜一次側の水位が少なくとも分離膜長さの１／３以下になるまで分離膜モジュール内の膜一次側の水を系外に排出する、請求項１〜３のいずれかに記載の分離膜モジュールの洗浄方法。
【請求項５】
ろ過終了後、分離膜モジュール内の膜一次側の水を全量系外に排出する、請求項１〜３のいずれかに記載の分離膜モジュールの洗浄方法。
【請求項６】
逆圧洗浄を実施しながら分離膜モジュール内の逆圧洗浄排水を排出しているときに、分離膜モジュール内の膜一次側の水位が少なくとも分離膜長さの１／３以下を維持するように、逆洗流量を制御する、請求項１〜５のいずれかに記載の分離膜モジュールの洗浄方法。
【請求項７】
逆圧洗浄と同時および／または逆圧洗浄後に、分離膜モジュール上部から分離膜モジュール内の膜一次側に水を供給する、請求項１〜６のいずれかに記載の分離膜モジュールの洗浄方法。
【請求項８】
前記（ａ）または（ｂ）の工程で使用する水に酸化剤を添加する、請求項１〜７のいずれかに記載の分離膜モジュールの洗浄方法。
【請求項９】
分離膜を備えた分離膜モジュールにより、高硬度の粒子を含有する原水をろ過してろ過水を得る造水方法であって、ろ過時間［ｍｉｎ］、ろ過水量［ｍ３］、ろ過流量［ｍ３／ｈｒ］、および膜ろ過差圧［ｋＰａ］の少なくともいずれかの値に基づいてろ過工程を一旦終了し、請求項１〜８のいずれかに記載の方法により分離膜モジュールを洗浄し、その後、ろ過工程を再開する造水方法。
【請求項１０】
分離膜よりも高硬度の粒子を含有する原水に凝集剤を添加する、請求項９に記載の造水方法。
【請求項１１】
分離膜よりも高硬度の粒子が粉末活性炭である、請求項９または１０に記載の造水方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分離膜よりも高硬度の粒子を含有する原水を膜ろ過した、精密ろ過膜（ＭＦ膜）モジュールまたは限外ろ過膜（ＵＦ膜）モジュールの洗浄方法、およびそれを利用した造水方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
膜分離法は、省エネルギー・省スペース、およびろ過水質向上等の特長を有するため、様々な分野での使用が拡大している。例えば、精密ろ過膜や限外ろ過膜の、河川水や地下水や下水処理水から工業用水や水道水を製造する浄水プロセスへの適用や、海水淡水化逆浸透膜処理工程における前処理への適用があげられる。さらに、それらの膜処理の過程において、溶解性有機物の除去を目的として、原水等に活性炭を添加することもある（特許文献１）。【０００３】
原水の膜ろ過を継続すると、ろ過水量に伴って、膜表面や膜細孔内にフミン質や微生物由来のタンパク質等の付着量が増大していき、ろ過流量の低下あるいは膜ろ過差圧の上昇が問題となってくる。【０００４】
そこで、膜一次側（原水側）に気泡を導入し、膜を揺動させ、膜同士を触れ合わせることにより膜表面の付着物質を掻き落とす空気洗浄や、膜二次側（ろ過水側）から膜一次側へ膜のろ過方法とは逆方向に膜ろ過水あるいは清澄水を圧力で押し込み、膜表面や膜細孔内に付着していた汚染物質を排除する逆圧洗浄等の物理洗浄が実用化されている（特許文献２、３、４）。【０００５】
さらに洗浄効果を高めるため、例えば逆圧洗浄水に次亜塩素酸ナトリウムを添加したり、逆圧洗浄水にオゾン含有水を用いたりする方法が提案されている（特許文献５、６）。酸化剤は、膜表面や膜細孔内に付着したフミン質や微生物由来のタンパク質等の有機物を分解・除去する効果がある。【０００６】
また、逆圧洗浄に際して、一度分離膜モジュール内の膜一次側の水を排出し、逆洗排水を排出しながら逆圧洗浄を実施する方法も提案されている（特許文献７）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−３０９５６７号公報
【特許文献２】特開平１１−３４２３２０号公報
【特許文献３】特開２０００−１４０５８５号公報
【特許文献４】特開２００７−２８９９４０号公報
【特許文献５】特開２００１−１８７３２４号公報
【特許文献６】特開２００１−７９３６６号公報
【特許文献７】特開平６−１７０３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、高硬度粒子、とりわけ粉末活性炭等の分離膜よりも硬い粒子を含有する原水をろ過した場合、空気洗浄を実施することにより膜表面から剥離した高硬度粒子が膜表面に衝突することで擦過してしまい、ろ過性能が劣化する問題があった。また、空気洗浄を実施せずに逆圧洗浄のみを実施した場合は、高硬度粒子が膜表面から十分に剥離しきれず、多量に蓄積していくので、高硬度粒子由来のケークろ過抵抗が上昇し、差圧が急上昇してしまう問題があった。さらに逆圧洗浄水に次亜塩素酸ナトリウムを添加したり、逆圧洗浄水にオゾン含有水を用いたりしても、高硬度粒子に粉末活性炭が含まれている場合には、粉末活性炭によってそれらの薬品が消費されてしまい、膜付着有機物を分解・除去する効果が低下するという問題があった。【０００９】
そのため、本発明は、分離膜よりも高硬度の粒子を含有する原水をろ過した後の分離膜モジュールの洗浄方法において、空気洗浄時の高硬度粒子による膜外表面の擦過を効率的に低減し、引き続きろ過工程に供される際には、膜表面の高硬度粒子由来のケークろ過抵抗を抑制し、長期間にわたる低い膜ろ過差圧での安定運転を可能にすることを目的とする。加えて、酸化剤を用いた場合には膜付着有機物を効率的に分解・除去することが可能な洗浄方法および造水方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の分離膜モジュールの洗浄方法、および造水装置は、次の特徴を有するものである。
（１）  分離膜を用いて分離膜よりも高硬度の粒子を含有する原水をろ過した後の分離膜モジュールの洗浄方法において、ろ過終了後、分離膜モジュール内の膜一次側の水を系外に排出した後に、逆圧洗浄を実施しながら分離膜モジュール内の逆圧洗浄排水を排出し、次いで、以下のいずれかの工程を実施し、その後、分離膜モジュール内の膜一次側の水を系外に排出する、分離膜モジュールの洗浄方法。
（ａ）分離膜モジュール内の膜一次側を水で満たして空気洗浄を行う工程
（ｂ）分離膜モジュール内の膜一次側に水を給水しながら空気洗浄を行う工程
（２）  前記（ａ）の工程では、逆圧洗浄水および／または原水で膜一次側を満たして空気洗浄を行う、前記（１）に記載の分離膜モジュールの洗浄方法。
（３）  前記（ｂ）の工程では、逆圧洗浄水および／または原水を膜一次側に給水しながら空気洗浄を行う、前記（１）に記載の分離膜モジュールの洗浄方法。
（４）  ろ過終了後、分離膜モジュール内の膜一次側の水位が少なくとも分離膜長さの１／３以下になるまで分離膜モジュール内の膜一次側の水を系外に排出する、前記（１）〜（３）のいずれかに記載の分離膜モジュールの洗浄方法。
（５）  ろ過終了後、分離膜モジュール内の膜一次側の水を全量系外に排出する、前記（１）〜（３）のいずれかに記載の分離膜モジュールの洗浄方法。
（６）  逆圧洗浄を実施しながら分離膜モジュール内の逆圧洗浄排水を排出しているときに、分離膜モジュール内の膜一次側の水位が少なくとも分離膜長さの１／３以下を維持するように、逆洗流量を制御する、前記（１）〜（５）のいずれかに記載の分離膜モジュールの洗浄方法。
（７）  逆圧洗浄と同時および／または逆圧洗浄後に、分離膜モジュール上部から分離膜モジュール内の膜一次側に水を供給する、前記（１）〜（６）のいずれかに記載の分離膜モジュールの洗浄方法。
（８）  前記（ａ）または（ｂ）の工程で使用する水に酸化剤を添加する、前記（１）〜（７）のいずれかに記載の分離膜モジュールの洗浄方法。
（９）  分離膜を備えた分離膜モジュールにより、高硬度の粒子を含有する原水をろ過してろ過水を得る造水方法であって、ろ過時間［ｍｉｎ］、ろ過水量［ｍ３］、ろ過流量［ｍ３／ｈｒ］、および膜ろ過差圧［ｋＰａ］の少なくともいずれかの値に基づいてろ過工程を一旦終了し、前記（１）〜（８）のいずれかに記載の方法により分離膜モジュールを洗浄し、その後、ろ過工程を再開する造水方法。
（１０）  分離膜よりも高硬度の粒子を含有する原水に凝集剤を添加する、前記（９）に記載の造水方法。
（１１）  分離膜よりも高硬度の粒子が粉末活性炭である、前記（９）または（１０）に記載の造水方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の分離膜モジュールの洗浄方法においては、一旦、膜一次側の水を系外に排出して（好ましくは分離膜モジュール内の膜一次側の水位が分離膜の下端よりも下となるように膜一次側の水を系外に排出して）、膜１次側周囲が気体となった状態で逆圧洗浄を実施する。そのため、逆圧洗浄において、膜１次側に水圧がかかる膜１次側周囲が液体の状態よりも高硬度粒子が膜表面から剥離されやすく、また、該高硬度粒子がそのまま系外に排出されやすい。そして、その後に従来よりも短時間の空気洗浄を実施することによって、膜表面から剥離しきれなかった残りの高硬度粒子がほぼ完全に排出される。そのため、空気洗浄による高硬度粒子由来の膜擦過を大幅に低減することが可能である。また、引き続きろ過工程に供される際には、膜表面の高硬度粒子由来のケークろ過抵抗を抑制し、長期間にわたる低い膜ろ過差圧での安定運転が可能である。そして、上記（ａ）または（ｂ）の工程で使用する水に酸化剤を添加する場合は、膜付着有機物を効率的に分解・除去することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明が適用される造水装置の一例を示す装置概略フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に示す実施態様に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施態様に限定されるものではない。
【００１４】
本発明の方法が実施される造水装置は、例えば、図１に示すように、粉末活性炭スラリーを貯留する活性炭スラリー貯槽１と、原水に粉末活性炭を供給するスラリー供給ポンプ２と、原水と粉末活性炭を混合撹拌する攪拌機３と、原水を貯留する原水貯留槽４と、原水を供給する原水供給ポンプ５と、原水供給時に開となる原水弁６と、原水をろ過するＭＦ／ＵＦ膜モジュール７と、逆圧洗浄や空気洗浄する場合などに開となるエア抜き弁８と、膜ろ過時に開となるろ過水弁９と、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７によって得られた膜ろ過水を貯留するろ過水貯留槽１０と、膜ろ過水をＭＦ／ＵＦ膜モジュール７に供給して逆洗する逆洗ポンプ１１と、逆洗する時に開となる逆洗弁１２と、空気洗浄時に膜一次側を満たすことになる水（すなわち原水、あるいは逆圧洗浄水として使用される膜ろ過水）に酸化剤を供給する酸化剤供給ポンプ１３と、酸化剤を貯留する酸化剤貯留槽１４と、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の上部から原水を供給する時に開となる原水バイパス弁１５と、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の空気洗浄の空気供給源であるエアブロワー１６と、空気をＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の下部に供給し空気洗浄する場合に開となる空洗弁１７と、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の膜１次側の水を排出する場合に開となる排水弁１８が設けられている。
【００１５】
上述の膜ろ過造水装置においては、ろ過工程の際、活性炭スラリー貯槽１に貯留している粉末活性炭スラリーをスラリー供給ポンプ２で原水貯留槽４に供給する。攪拌機３で粉末活性炭と混合撹拌された原水は、原水供給ポンプ５を稼動し原水弁６を開にすることで、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側に供給される。さらにろ過水弁９を開にすることでＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の加圧ろ過が行われる。ろ過水は膜２次側からろ過水弁９を経てろ過水貯留槽１０へと移送される。全量ろ過の場合、エア抜き弁８、逆洗弁１２、原水バイパス弁１５、空洗弁１７、排水弁１８はいずれも閉である。ろ過時間は原水水質や膜透過流束等に応じて適宜設定するのが好ましいが、定流量ろ過の場合は、所定の膜ろ過差圧やろ過水量［ｍ３］、定圧ろ過の場合は、所定のろ過流量［ｍ３／ｈｒ］やろ過水量［ｍ３］に到達するまでろ過時間を継続させてもよい。なお、ろ過流量とは単位時間あたりのろ過水量のことである。
【００１６】
上記のような造水装置において、本発明の洗浄方法は例えば次のように実施する。
【００１７】
まず、原水弁６とろ過水弁９を閉にして、原水供給ポンプ５を停止してＭＦ／ＵＦ膜モジュール７のろ過工程を停止する。その後、中空糸膜に付着した粉末活性炭を系外に排出するために、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の洗浄を行う。このとき、まず、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７のエア抜き弁８と排水弁１８を開く。ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側の水がＭＦ／ＵＦ膜モジュール７下部の排水弁１８から膜モジュール系外に排出されると、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の水位が下がっていき、膜1次側周囲が気体となった状態となる。ここで、膜１次側とはろ過対象となる原水を供給する側のことであり、膜２次側とは原水を膜でろ過することが得られたろ過水が存在する側のことをいう。ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側の水は残っていてもかまわないが、少なくとも膜の半分が水面より上となり、気体に触れるようにする。好ましくは、水位が分離膜の上下方向の長さの１／３以下になるまで、より好ましくは膜全体が水面よりも上となり、膜全体が気体に触れるように、水を排出する。
【００１８】
その後、エア抜き弁８と排水弁１８を開にしたまま逆洗弁１２を開にして、逆洗ポンプ１１を稼動させることで、ろ過水貯留槽１０内の膜ろ過水を用いた逆圧洗浄を行う。このとき、分離膜モジュール内の逆圧洗浄排水は排出される。従来の逆圧洗浄は、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側を水で満たした状態で実施しており、逆洗排水はエア抜き弁８を通って系外に排出されていたので、水圧が粉末活性炭の膜表面からの剥離を阻害していた。これに対し、本発明では、逆圧洗浄時に水圧による抵抗がなくなるため、粉末活性炭が膜表面から剥離しやすくなり、また、剥離した粉末活性炭が膜表面をしたたり落ちながら、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の下部から排水弁１８を経由してそのまま系外に排出される。
【００１９】
分離膜モジュール内の逆圧洗浄排水を排出しながら逆圧洗浄を実施するとき、逆圧洗浄中に継続して膜１次側に水圧がかからないほうが、高硬度粒子の膜表面からの剥離効果が上がることから、分離膜モジュール内の膜一次側の水位が少なくとも分離膜長さの１／３以下を維持するように、逆洗流量［ｍ３／ｈｒ］を制御することが好ましい。逆洗流量を高くするほど、高硬度粒子の膜表面からの剥離効果が上がるものの、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の下部から自重で排出される排水流量はＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の排水口の大きさよって限界があり、膜一次側の水位が上昇して膜一次側に水圧がかかってしまうことがある。よってＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の構造に応じて逆洗流量を適宜制御することが好ましい。
【００２０】
また、上記逆圧洗浄と同時および／または逆圧洗浄後に、原水バイパス弁１５を開にして原水供給ポンプ５を稼動し、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の上部から膜一次側に水を供給することは、粉末活性炭を膜表面からより剥離しやすくなるので好ましい。但し、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側が水で完全に満たされることのないように、膜一次側への供給水量を排水弁１８から系外への排出水量より小さく設定する必要がある。
【００２１】
その後、エア抜き弁８を開、原水バイパス弁１５、排水弁１８を閉にして、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜一次側に水を満たし、空洗弁１７を開、エアブロワー１６を稼動することで、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の下方から気体を供給し、空気洗浄を行う。
【００２２】
ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜一次側に水を満たす方法としては、原水弁６を開にして原水供給ポンプ５を稼動して原水を供給してもよいし、逆洗弁１２を開にして逆洗ポンプ１１を稼動して膜ろ過水を逆圧洗浄水として供給してもよい。この時供給する原水あるいは膜ろ過水（すなわち、空気洗浄時にＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜一次側を満たすことになる水）には酸化剤供給ポンプ１３を稼動して酸化剤を添加したほうが、膜表面や膜細孔内に蓄積していた有機物を分解除去する効果があるので好ましい。従来の物理洗浄では、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の粉末活性炭が膜表面から充分に剥離していなかったため、原水や膜ろ過水に添加された酸化剤は膜表面や膜細孔内に蓄積していた有機物を分解除去する前に粉末活性炭にほとんど消費されてしまったのに対し、本発明では酸化剤を最大限活用することが可能である。
【００２３】
空気洗浄は、予め分離膜モジュール内の膜一次側が水で満たされた状態で開始しても、分離膜モジュール内の膜一次側に水を供給しながら（すなわち空気洗浄中にＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内に原水を供給したり、逆圧洗浄を行ったりしながら）行ってもよい。ただし、水を供給しながら空気洗浄を行うほうが、洗浄効果が高まるので好ましい。
【００２４】
その後、空洗弁１７を閉にするとともにエアブロワー１６を停止して空気洗浄を終了する。なお、空気洗浄中にＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内に原水を供給したり、逆洗を継続している場合には、原水弁６、逆洗弁１２も閉にし、逆洗ポンプ１１、酸化剤供給ポンプ１３も停止して、原水供給や逆圧洗浄も終了する。
【００２５】
次いで、排水弁１８を開にすることで、膜面や膜細孔内から剥離してＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内で浮遊しているファウリング物質を系外に排出する。
【００２６】
排水終了後には、排水弁１８を閉、原水弁６を開とし、原水供給ポンプ５を稼動して給水を行い、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の膜１次側を満水にする。その後、エア抜き弁８を閉、ろ過水弁９を開とすれば、分離膜モジュールはろ過工程に戻り、上記工程を繰り返すことで造水を継続することができる
本発明の洗浄方法はろ過工程終了後に毎回行っても構わないし、別の洗浄方法と組み合わせて時々行ってもかまわない。逆圧洗浄を実施する前に、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７下部の排水弁１８より排出された膜一次側の水は、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７に供給される原水として再び使用することが好ましい。ここで排出された水は、事前に逆圧洗浄や空気洗浄を行っていないため汚れが少なく、再び膜ろ過の原水として使用するのに支障がない。これにより、回収率（ろ過水量／原水量）が向上し、無駄となる廃水を大幅に減らすことが可能となる。さらに排水弁１８から排水することで、膜表面に付着している活性炭の一部を取り除くことができる。この際に取り除かれた活性炭は、ろ過終了間際に添加された活性炭であるため、未だ吸着能を有している。再利用することができれば経済効率を高めることができる。原水として再使用するためには、原水貯留槽４に戻すか、あるいは前処理を行っている場合はその前処理の前段に戻して、再度膜ろ過の原水とすればよい。
【００２７】
本発明において高硬度粒子とは、ろ過や洗浄に供される分離膜よりも硬い粒子のことを指す。このような高硬度粒子としては、粉末活性炭や金属粉、シルト粒子、砂、セラミックス粒子等が挙げられるが、吸着能力の観点から粉末活性炭が好ましく採用される。ここで、高硬度粒子が分離膜よりも硬いかどうかの判定については、ISO14577-1（計装化押し込み硬さ）に準拠した測定法で測定し、測定された硬度を比較して判定する。ただし、分離膜が中空状のものに関しては、膜を切り開き平膜状にしたものを測定する。
【００２８】
粉末活性炭の原料としては、ヤシ殻やおが屑などの木質系や泥炭、亜炭、瀝青炭などの石炭系のいずれでも構わない。また、粉末活性炭の粒径は小さければ小さいほど比表面積が大きくなり、吸着能が高くなるので好ましい。但し、膜ろ過水に混入しないようＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の分離膜の孔径より大きくする必要がある。
【００２９】
また、ろ過工程でＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の膜１次側に供給する原水には、有機系もしくは無機系の凝集剤を添加することも可能である。凝集剤を添加することで、膜ファウリングの抑制や膜ろ過中の有機物濃度を低減する効果がある。有機系凝集剤としては、ジメチルアミン系やポリアクリルアミド系のカチオン高分子凝集剤、などを使用することができる。一方、無機系凝集剤としては、ポリ塩化アルミニウムやポリ硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ鉄、硫酸第二鉄、ポリシリカ鉄等を使用できる。
【００３０】
ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７としては、外圧式でも内圧式であっても差し支えはないが、前処理の簡便さの観点から外圧式が好ましい。また膜ろ過方式としては全量ろ過型モジュールでもクロスフローろ過型モジュールであっても差し支えはないが、エネルギー消費量が少ないという点から全量ろ過型モジュールが好ましい。さらに加圧型モジュールであっても浸漬型モジュールであっても差し支えはないが、高流束が可能であるという点から加圧型モジュールが好ましい。
【００３１】
ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７で使用される分離膜としては、多孔質であれば特に限定しないが、所望の処理水の水質や水量によって、ＭＦ膜（精密ろ過膜）を用いたり、ＵＦ膜（限外ろ過膜）を用いたり、あるいは両者を併用したりする。例えば、濁質成分、大腸菌、クリプトスポリジウム等を除去したい場合はＭＦ膜でもＵＦ膜のどちらを用いても構わないが、ウィルスや高分子有機物等も除去したい場合は、ＵＦ膜を用いるのが好ましい。
【００３２】
分離膜の形状としては、中空糸膜、平膜、管状膜等があるが、いずれでも構わない。
【００３３】
分離膜の材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルフルオライド、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、およびクロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホン、酢酸セルロース、ポリビニルアルコールおよびポリエーテルスルホン等からなる群から選ばれる少なくとも１種類を含んでいると好ましく、さらに膜強度や耐薬品性の点からはポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）がより好ましく、親水性が高く耐汚れ性が強いという点からはポリアクリロニトリルがより好ましい。なお、上述した有機高分子樹脂製の分離膜は、粉末活性炭などの本発明に係る高硬度粒子よりも硬度が低いため、本発明の分離膜モジュールの洗浄方法において、好ましく使用することができる。
【００３４】
ろ過運転の制御方法としては、定流量ろ過であっても定圧ろ過であってもよいが、一定の処理水量が得られ、また、全体の制御が容易であるという点から定流量ろ過が好ましい。
【００３５】
以上のような本発明によれば、空気洗浄時の高硬度粒子（粉末活性炭等）による膜表面の擦過を効率的に低減し、膜表面や膜細孔内に付着していた有機物を効果的に分解・除去できる。そのため、膜ろ過差圧が従来技術よりも長期間安定する。ただし、有機物を完全には分解・除去することは難しく、凝集剤由来のアルミニウムや鉄が付着したり、酸化剤によって酸化された鉄やマンガン等が膜面に徐々に析出したりすることがある。そのため、膜ろ過差圧がＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の耐圧限界近くまで到達した場合には、高濃度の薬品洗浄を実施することが好ましい。
【００３６】
該洗浄に用いる薬品としては、膜が劣化しない程度の濃度および保持時間を適宜設定した上で選択することができるが、次亜塩素酸ナトリウム、二酸化塩素、過酸化水素、オゾン等を少なくとも１つ含有した方が、有機物に対して洗浄効果が高くなるので好ましい。また、塩酸、硫酸、硝酸、クエン酸、シュウ酸等を少なくとも１つ含有した方が、アルミニウム、鉄、マンガン等に対して洗浄効果が高くなるので好ましい。
【実施例】
【００３７】
＜膜ろ過差圧の評価方法＞
ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７と接続する原水供給配管（膜一次側）と膜ろ過水配管（膜二次側）に圧力計を設置し、膜一次側の圧力から膜二次側の圧力を差し引いて算出した。【００３８】
＜薬液洗浄による回復率＞
ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の運転開始前（新品時）および薬品洗浄後の純水透水性能（ｍ３／ｈ、ａｔ ５０ｋＰａ、２５℃）を測定する。新品時の純水透水性能をＡ、薬品洗浄後の純水透水性能をＢとした場合、回復率（％）は１００×Ｂ／Ａの数式で算出した。【００３９】
なお、純水透水性能は、水温２５℃の純水をろ過流量６ｍ３／ｈで膜ろ過したときの膜ろ過差圧Ｃ（ｋPa）を測定した後、以下の式で算出した。
純水透水性能（ｍ３／ｈ、ａｔ ５０ｋＰａ、２５℃）＝６×５０／Ｃ
＜分離膜モジュール内の乾燥汚泥蓄積量＞
ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７を解体後、純水の入った水槽内に膜を入れて、水槽内の懸濁物質濃度に変化がみられなくなるまで空気で曝気し続け、膜外表面の汚泥を純水で洗い落とした。膜外表面から洗い落とされた汚泥を１００℃で乾燥させて、水分を完全に揮発させた後、重量を測定した。【００４０】
＜分離膜の表面状態の評価方法＞
ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７を解体後、純水の入った水槽内に膜を入れて、水槽内の懸濁物質濃度に変化がみられなくなるまで空気で曝気し続け、膜外表面の汚泥を純水で洗い落とした。膜を３０℃で乾燥後、電子顕微鏡を用いて倍率１０，０００倍で膜外表面を観察した。【００４１】
（実施例１）
外圧式ＰＶＤＦ限外中空糸膜モジュールＨＦＵ−２０２０（東レ（株）製）を１本使用した図１に示す装置にて、原水弁６とろ過水弁９を開いて、スラリー供給ポンプ２と原水供給ポンプ５を稼動して、原水貯留槽４内で粉末活性炭含有濃度５０ｍｇ／ｌに調整した河川水を膜ろ過流束１．５ｍ ３／（ｍ２・ｄ）で定流量ろ過した。定流量ろ過開始から３０分間後に原水弁６とろ過水弁９を閉じ、スラリー供給ポンプ２と原水供給ポンプ５を停止した後、エア抜き弁８と排水弁１８を開け、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側の水を全量排出した。その後、エア抜き弁８と排水弁１８を開けたまま、逆洗弁１２を開、逆洗ポンプ１１を稼動し、流束２ｍ ３／（ｍ２・ｄ）の逆圧洗浄を３０秒間実施した。その後、逆洗弁１２と排水弁１８を閉じ、逆洗ポンプ１１を停止すると同時に原水弁６を開き、原水供給ポンプ５と酸化剤供給ポンプ１３を稼動して、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側を、粉末活性炭の含有していない塩素濃度１０ｍｇ／ｌの原水で満たした。原水で満たした後、原水弁６を閉じ、原水供給ポンプ５と酸化剤供給ポンプ１３を停止すると同時に空洗弁１７を開き、エアブロワー１６を稼動して、エア流量１００Ｌ／ｍｉｎの空気洗浄を１５秒間実施した。その後、空洗弁１７を閉じ、エアブロワー１６を停止すると同時に、排水弁１８を開け、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側の水を全量排出した。その後、排水弁１８を閉じると同時に、原水弁６を開き、スラリー供給ポンプ２と原水供給ポンプ５を稼動して、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側を原水で満たした後、ろ過水弁９を開き、エア抜き弁８を閉じて、ろ過工程に戻り、上記工程を繰り返した。【００４２】
その結果、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の膜ろ過差圧は運転開始直後１５ｋＰａに対し、１年後も８３ｋＰａと安定運転を行うことができた。また、１年間運転後に次亜塩素酸とクエン酸による薬品洗浄を実施した結果、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の純水透水性能は新品時比８５％に回復していた。ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７を解体したところ、膜モジュール内には２ｋｇの乾燥汚泥しか蓄積しておらず、膜外表面を電子顕微鏡で観察したところ、膜外表面の９割が平滑であり、擦過状態がほとんどみられなかった。【００４３】
（実施例２）
外圧式ＰＶＤＦ限外中空糸膜モジュールＨＦＵ−２０２０（東レ（株）製）を１本使用した図１に示す装置にて、原水弁６とろ過水弁９を開いて、スラリー供給ポンプ２と原水供給ポンプ５を稼動して、原水貯留槽４内で粉末活性炭含有濃度５０ｍｇ／ｌに調整した河川水を膜ろ過流束１．５ｍ３／（ｍ２・ｄ）で定流量ろ過した。定流量ろ過開始から３０分間後に原水弁６とろ過水弁９を閉じ、スラリー供給ポンプ２と原水供給ポンプ５を停止した後、エア抜き弁８と排水弁１８を開け、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側の水を全量排出した。その後、エア抜き弁８と排水弁１８を開けたまま、逆洗弁１２を開、逆洗ポンプ１１を稼動し、流束２ｍ３／（ｍ２・ｄ）の逆圧洗浄を３０秒間実施した。その後、逆洗弁１２と排水弁１８を閉じ、逆洗ポンプ１１を停止すると同時に原水弁６、空洗弁１７を開き、原水供給ポンプ５と酸化剤供給ポンプ１３とエアブロワー１６を稼動して、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側に粉末活性炭を含有していない塩素濃度１０ｍｇ／ｌの原水を供給するのと同時に、エア流量１００Ｌ／ｍｉｎの空気洗浄を１５秒間実施した。その後、原水弁６と空洗弁１７を閉じ、原水供給ポンプ５と酸化剤供給ポンプ１３とエアブロワー１６を停止すると同時に、排水弁１８を開け、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側の水を全量排出した。その後、排水弁１８を閉じると同時に、原水弁６を開き、スラリー供給ポンプ２と原水供給ポンプ５を稼動して、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側を原水で満たした後、ろ過水弁９を開き、エア抜き弁８を閉じて、ろ過工程に戻り、上記工程を繰り返していった。【００４４】
その結果、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の膜ろ過差圧は運転開始直後１５ｋＰａに対し、１年後も７９ｋＰａと安定運転を行うことができた。また、１年間運転後に次亜塩素酸とクエン酸による薬品洗浄を実施した結果、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の純水透水性能は新品時比８７％に回復していた。ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７を解体したところ、膜モジュール内には１．５ｋｇの乾燥汚泥しか蓄積しておらず、膜外表面を電子顕微鏡で観察したところ、膜外表面の９割が平滑であり、擦過状態がほとんどみられなかった。【００４５】
（実施例３）
外圧式ＰＶＤＦ限外中空糸膜モジュールＨＦＵ−２０２０（東レ（株）製）を１本使用した図１に示す装置にて、原水弁６とろ過水弁９を開いて、スラリー供給ポンプ２と原水供給ポンプ５を稼動して、原水貯留槽４内で粉末活性炭含有濃度５０ｍｇ／ｌに調整した河川水を膜ろ過流束１．５ｍ ３／（ｍ２・ｄ）で定流量ろ過した。定流量ろ過開始から３０分間後に原水弁６とろ過水弁９を閉じ、スラリー供給ポンプ２と原水供給ポンプ５を停止した後、エア抜き弁８と排水弁１８を開け、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側の水を全量排出した。その後、エア抜き弁８と排水弁１８を開けたまま、逆洗弁１２、原水バイパス弁１５を開き、原水供給ポンプ５と逆洗ポンプ１１を稼動し、流束２ｍ ３／（ｍ２・ｄ）の逆圧洗浄および膜モジュール上部への流量２０Ｌ／ｍｉｎの原水供給を３０秒間実施した。その後、逆洗弁１２と原水バイパス弁１５と排水弁１８を閉じ、原水供給ポンプ５と逆洗ポンプ１１を停止すると同時に原水弁６を開き、原水供給ポンプ５と酸化剤供給ポンプ１３を稼動して、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側を粉末活性炭の含有していない塩素濃度１０ｍｇ／ｌの原水で満たした。原水で満たした後、原水弁６を閉じ、原水供給ポンプ５と酸化剤供給ポンプ１３を停止すると同時に空洗弁１７を開き、エアブロワー１６を稼動して、エア流量１００Ｌ／ｍｉｎの空気洗浄を１５秒間実施した。その後、空洗弁１７を閉じ、エアブロワー１６を停止すると同時に、排水弁１８を開け、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側の水を全量排出した。その後、排水弁１８を閉じると同時に、原水弁６を開き、スラリー供給ポンプ２と原水供給ポンプ５を稼動して、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側を原水で満たした後、ろ過水弁９を開き、エア抜き弁８を閉じて、ろ過工程に戻り、上記工程を繰り返していった。【００４６】
その結果、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の膜ろ過差圧は運転開始直後１５ｋＰａに対し、１年後も４５ｋＰａと安定運転を行うことができた。また、１年間運転後に次亜塩素酸とクエン酸による薬品洗浄を実施した結果、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の純水透水性能は新品時比９４％に回復していた。ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７を解体したところ、膜モジュール内には１ｋｇの乾燥汚泥しか蓄積しておらず、膜外表面を電子顕微鏡で観察したところ、膜外表面の９割が平滑であり、擦過状態がほとんどみられなかった。【００４７】
（実施例４）
外圧式ＰＶＤＦ限外中空糸膜モジュールＨＦＵ−２０２０（東レ（株）製）を１本使用した図１に示す装置にて、原水弁６とろ過水弁９を開いて、スラリー供給ポンプ２と原水供給ポンプ５を稼動して、原水貯留槽４内で粉末活性炭含有濃度５０ｍｇ／ｌに調整した河川水を膜ろ過流束１．５ｍ ３／（ｍ２・ｄ）で定流量ろ過した。定流量ろ過開始から３０分間後に原水弁６とろ過水弁９を閉じ、スラリー供給ポンプ２と原水供給ポンプ５を停止した後、エア抜き弁８と排水弁１８を開け、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側の水を全量排出した。その後、エア抜き弁８と排水弁１８を開けたまま、逆洗弁１２を開、逆洗ポンプ１１を稼動し、流束２ｍ ３／（ｍ２・ｄ）の逆圧洗浄を３０秒間実施した。その後、排水弁１８を閉じると同時に空洗弁１７を開き、酸化剤供給ポンプ１３とエアブロワー１６を稼動して、塩素濃度１０ｍｇ／ｌの逆圧洗浄とエア流量１００Ｌ／ｍｉｎの空気洗浄を１５秒間同時に実施した。その後、逆洗弁１２と空洗弁１７を閉じ、逆洗ポンプ１１、酸化剤供給ポンプ１３、エアブロワー１６を停止すると同時に、排水弁１８を開け、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側の水を全量排出した。その後、排水弁１８を閉じると同時に、原水弁６を開き、スラリー供給ポンプ２と原水供給ポンプ５を稼動して、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側を原水で満たした後、ろ過水弁９を開き、エア抜き弁８を閉じて、ろ過工程に戻り、上記工程を繰り返していった。【００４８】
その結果、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の膜ろ過差圧は運転開始直後１５ｋＰａに対し、１年後も７７ｋＰａと安定運転を行うことができた。また、１年間運転後に次亜塩素酸とクエン酸による薬品洗浄を実施した結果、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の純水透水性能は新品時比８６％に回復していた。ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７を解体したところ、膜モジュール内には１．５ｋｇの乾燥汚泥しか蓄積しておらず、膜外表面を電子顕微鏡で観察したところ、膜外表面の９割が平滑であり、擦過状態がほとんどみられなかった。【００４９】
（実施例５）
外圧式ＰＶＤＦ限外中空糸膜モジュールＨＦＵ−２０２０（東レ（株）製）を１本使用した図１に示す装置にて、原水弁６とろ過水弁９を開いて、スラリー供給ポンプ２と原水供給ポンプ５を稼動して、原水貯留槽４内で粉末活性炭含有濃度５０ｍｇ／ｌに調整した河川水をろ過流束１．５ｍ ３／（ｍ２・ｄ）で定流量ろ過した。定流量ろ過開始から３０分間後に原水弁６とろ過水弁９を閉じ、スラリー供給ポンプ２と原水供給ポンプ５を停止した後、エア抜き弁８と排水弁１８を開け、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜一次側水位が分離膜長さの１／３になるまで、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側の水を排出した。その後、エア抜き弁８と排水弁１８を開けたまま、逆洗弁１２を開、逆洗ポンプ１１を稼動し、流束２ｍ ３／（ｍ２・ｄ）の逆圧洗浄を３０秒間実施した。その後、逆洗弁１２と排水弁１８を閉じ、逆洗ポンプ１１を停止すると同時に原水弁６を開き、原水供給ポンプ５と酸化剤供給ポンプ１３を稼動して、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側を粉末活性炭の含有していない塩素濃度１０ｍｇ／ｌの原水で満たした。原水で満たした後、原水弁６を閉じ、原水供給ポンプ５と酸化剤供給ポンプ１３を停止すると同時に空洗弁１７を開き、エアブロワー１６を稼動して、エア流量１００Ｌ／ｍｉｎの空気洗浄を１５秒間実施した。その後、空洗弁１７を閉じ、エアブロワー１６を停止すると同時に、排水弁１８を開け、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側の水を全量排出した。その後、排水弁１８を閉じると同時に、原水弁６を開き、スラリー供給ポンプ２と原水供給ポンプ５を稼動して、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側を原水で満たした後、ろ過水弁９を開き、エア抜き弁８を閉じて、ろ過工程に戻り、上記工程を繰り返していった。【００５０】
その結果、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の膜ろ過差圧は運転開始直後１５ｋＰａに対し、１年後も１１５ｋＰａと安定運転を行うことができた。また、１年間運転後に次亜塩素酸とクエン酸による薬品洗浄を実施した結果、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の純水透水性能は新品時比７９％に回復していた。ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７を解体したところ、膜モジュール内には３ｋｇの乾燥汚泥しか蓄積しておらず、膜外表面を電子顕微鏡で観察したところ、膜外表面の８割が平滑であり、膜孔の一部が擦過により閉塞していることを確認した。【００５１】
（実施例６）
外圧式ＰＶＤＦ限外中空糸膜モジュールＨＦＵ−２０２０（東レ（株）製）を１本使用した図１に示す装置にて、原水弁６とろ過水弁９を開いて、スラリー供給ポンプ２と原水供給ポンプ５を稼動して、原水貯留槽４内で粉末活性炭含有濃度５０ｍｇ／ｌに調整した河川水を膜ろ過流束１．５ｍ ３／（ｍ２・ｄ）で定流量ろ過した。定流量ろ過開始から３０分間後に原水弁６とろ過水弁９を閉じ、スラリー供給ポンプ２と原水供給ポンプ５を停止した後、エア抜き弁８と排水弁１８を開け、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の水位が分離膜長さの１／２になるまでＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側の水を排出した。その後、エア抜き弁８と排水弁１８を開けたまま、逆洗弁１２を開、逆洗ポンプ１１を稼動し、流束２ｍ ３／（ｍ２・ｄ）の逆圧洗浄を３０秒間実施した。その後、逆洗弁１２と排水弁１８を閉じ、逆洗ポンプ１１を停止すると同時に原水弁６を開き、原水供給ポンプ５と酸化剤供給ポンプ１３を稼動して、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側を粉末活性炭の含有していない塩素濃度１０ｍｇ／ｌの原水で満たした。原水で満たした後、原水弁６を閉じ、原水供給ポンプ５と酸化剤供給ポンプ１３を停止すると同時に空洗弁１７を開き、エアブロワー１６を稼動して、エア流量１００Ｌ／ｍｉｎの空気洗浄を１５秒間実施した。その後、空洗弁１７を閉じ、エアブロワー１６を停止すると同時に、排水弁１８を開け、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側の水を全量排出した。その後、排水弁１８を閉じると同時に、原水弁６を開き、スラリー供給ポンプ２と原水供給ポンプ５を稼動して、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側を原水で満たした後、ろ過水弁９を開き、エア抜き弁８を閉じて、ろ過工程に戻り、上記工程を繰り返していった。【００５２】
その結果、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の膜ろ過差圧は運転開始直後１５ｋＰａに対し、８ヶ月後には１２０ｋＰａに急上昇し、次亜塩素酸とクエン酸による薬品洗浄回数は１年間の運転期間で１．５回必要となった。また１年間運転後に次亜塩素酸とクエン酸による薬品洗浄を実施した結果、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の純水透水性能は新品時比６８％に回復していた。ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７を解体したところ、膜モジュール内には５ｋｇの乾燥汚泥が蓄積していた。膜外表面を電子顕微鏡で観察したところ、膜外表面の６割が平滑であり、膜孔の一部が擦過により閉塞していることを確認した。【００５３】
（比較例１）
実施例１〜６と同装置および同条件でのろ過終了後、排水弁１８を開けた状態でエア抜き弁８と逆洗弁１２を開き、逆洗ポンプ１１を稼動し、流束２ｍ３／（ｍ２・ｄ）の逆圧洗浄を３０秒間実施した。このときＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜一次側の水位は分離膜長さの１／２以上であった。その後、逆洗弁１２を閉じ、逆洗ポンプ１１を停止すると同時に排水弁１８を開き、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側の水を全量排出した。その後、排水弁１８を閉じると同時に、原水弁６を開き、スラリー供給ポンプ２と原水供給ポンプ５を稼動して、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側を原水で満たした後、ろ過水弁９を開き、エア抜き弁８を閉じて、ろ過工程に戻り、上記工程を繰り返していった。【００５４】
その結果、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の膜ろ過差圧は運転開始直後１５ｋＰａに対し、２日後には１２０ｋＰａに急上昇し、次亜塩素酸とクエン酸による薬品洗浄回数は１年間の運転期間で１８０回必要となった。また１年間運転後に次亜塩素酸とクエン酸による薬品洗浄を実施した結果、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の純水透水性能は新品時比９０％まで回復した。ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７を解体したところ、膜モジュール内には１０ｋｇの乾燥汚泥が蓄積していた。膜外表面を電子顕微鏡で観察したところ、膜外表面の９割が平滑であり、擦過状態がほとんどみられなかった。【００５５】
（比較例２）
実施例１〜６と同装置および同条件でのろ過終了後、排水弁１８を閉じたままの状態でエア抜き弁８と逆洗弁１２を開き、逆洗ポンプ１１を稼動し、流束２ｍ３／（ｍ２・ｄ）の逆圧洗浄を３０秒間実施した。その後、逆洗弁１２を閉じ、逆洗ポンプ１１を停止すると同時に排水弁１８を開き、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側の水を全量排出した。その後、原水弁６を開き、原水供給ポンプ５と酸化剤供給ポンプ１３を稼動して、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側を粉末活性炭の含有していない塩素濃度１０ｍｇ／ｌの原水で満たした。原水で満たした後、原水弁６を閉じ、原水供給ポンプ５と酸化剤供給ポンプ１３を停止すると同時に空洗弁１７を開き、エアブロワー１６を稼動して、エア流量１００Ｌ／ｍｉｎの空気洗浄を６０秒間実施した。その後、空洗弁１７を閉じ、エアブロワー１６を停止すると同時に、排水弁１８を開け、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側の水を全量排出した。その後、排水弁１８を閉じると同時に、原水弁６を開き、スラリー供給ポンプ２と原水供給ポンプ５を稼動して、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側を原水で満たした後、ろ過水弁９を開き、エア抜き弁８を閉じて、ろ過工程に戻り、上記工程を繰り返していった。【００５６】
その結果、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の膜ろ過差圧は運転開始直後１５ｋＰａに対し、２ヶ月後には１２０ｋＰａに急上昇し、次亜塩素酸とクエン酸による薬品洗浄回数は１年間の運転期間で６回必要となった。また１年間運転後に次亜塩素酸とクエン酸による薬品洗浄を実施した結果、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の純水透水性能は新品時比３７％にしか回復しなかった。ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７を解体したところ、膜モジュール内には１２ｋｇの乾燥汚泥が蓄積しており、膜表面を電子顕微鏡で観察したところ、膜外表面の２割しか平滑ではなく、膜孔の多くが擦過により閉塞していることを確認した。【００５７】
（比較例３）
実施例１〜６と同装置および同条件でのろ過終了後、排水弁１８を閉じたままの状態でエア抜き弁８と逆洗弁１２と空洗弁１７を開き、酸化剤供給ポンプ１３とエアブロワー１６を稼動して、塩素濃度１０ｍｇ／ｌ、流束２ｍ ３／（ｍ２・ｄ）の逆圧洗浄とエア流量１００Ｌ／ｍｉｎの空気洗浄を６０秒間同時に実施した。その後、逆洗弁１２と空洗弁１７を閉じ、逆洗ポンプ１１、酸化剤供給ポンプ１３、エアブロワー１６を停止すると同時に、排水弁１８を開け、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側の水を全量排出した。その後、排水弁１８を閉じると同時に、原水弁６を開き、スラリー供給ポンプ２と原水供給ポンプ５を稼動して、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側を原水で満たした後、ろ過水弁９を開き、エア抜き弁８を閉じて、ろ過工程に戻り、上記工程を繰り返していった。【００５８】
その結果、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の膜ろ過差圧は運転開始直後１５ｋＰａに対し、６ヶ月後には１２０ｋＰａに急上昇し、次亜塩素酸とクエン酸による薬品洗浄回数は１年間の運転期間で２回必要となった。また１年間運転後に次亜塩素酸とクエン酸による薬品洗浄を実施した結果、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の純水透水性能は新品時比２１％にしか回復しなかった。ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７を解体したところ、膜モジュール内には６ｋｇの乾燥汚泥が蓄積しており、膜表面を電子顕微鏡で観察したところ、膜外表面の１割しか平滑ではなく、膜孔の多くが擦過により閉塞していることを確認した。【００５９】
（比較例４）
実施例１〜６と同装置および同条件でのろ過終了後、排水弁１８を開けた状態でエア抜き弁８と逆洗弁１２を開き、逆洗ポンプ１１を稼動し、流束２ｍ３／（ｍ２・ｄ）の逆圧洗浄を３０秒間実施した。このときＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の水位は分離膜長さの１／２以上であった。その後、逆洗弁１２と排水弁１８を閉じ、逆洗ポンプ１１を停止すると同時に、原水弁６を開き、原水供給ポンプ５と酸化剤供給ポンプ１３を稼動して、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側を粉末活性炭の含有していない塩素濃度１０ｍｇ／ｌの原水で満たした後、原水弁６を閉じ、原水供給ポンプ５と酸化剤供給ポンプ１３を停止すると同時に空洗弁１７を開き、エアブロワー１６を稼動して、エア流量１００Ｌ／ｍｉｎの空気洗浄を６０秒間実施した。その後、空洗弁１７を閉じ、エアブロワー１６を停止すると同時に、排水弁１８を開け、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側の水を全量排出した。その後、排水弁１８を閉じると同時に、原水弁６を開き、スラリー供給ポンプ２と原水供給ポンプ５を稼動して、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側を原水で満たした後、ろ過水弁９を開き、エア抜き弁８を閉じて、ろ過工程に戻り、上記工程を繰り返していった。【００６０】
その結果、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の膜ろ過差圧は運転開始直後１５ｋＰａに対し、３ヶ月後には１２０ｋＰａに急上昇し、次亜塩素酸とクエン酸による薬品洗浄回数は１年間の運転期間で４回必要となった。また１年間運転後に次亜塩素酸とクエン酸による薬品洗浄を実施した結果、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の純水透水性能は新品時比３１％にしか回復しなかった。ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７を解体したところ、膜モジュール内には８ｋｇの乾燥汚泥が蓄積しており、膜表面を電子顕微鏡で観察したところ、膜外表面の２割しか平滑ではなく、膜孔の多くが擦過により閉塞していることを確認した。【００６１】
（比較例５）
実施例１〜６と同装置および同条件でのろ過終了後、原水弁６とろ過水弁９を閉じ、スラリー供給ポンプ２と原水供給ポンプ５を停止した後、エア抜き弁８と排水弁１８を開け、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側の水を全量排出した。その後、排水弁１８を閉じて、逆洗弁１２を開き、逆洗ポンプ１１を稼動し、流束２ｍ ３／（ｍ２・ｄ）の逆圧洗浄を３０秒間実施した。その後、逆洗弁１２を閉じ、逆洗ポンプ１１を停止すると同時に排水弁１８を開き、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側の水を全量排出した。その後、原水弁６を開き、原水供給ポンプ５と酸化剤供給ポンプ１３を稼動して、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側を粉末活性炭の含有していない塩素濃度１０ｍｇ／ｌの原水で満たした。原水で満たした後、原水弁６を閉じ、原水供給ポンプ５と酸化剤供給ポンプ１３を停止すると同時に空洗弁１７を開き、エアブロワー１６を稼動して、エア流量１００Ｌ／ｍｉｎの空気洗浄を６０秒間実施した。その後、空洗弁１７を閉じ、エアブロワー１６を停止すると同時に、排水弁１８を開け、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側の水を全量排出した。その後、排水弁１８を閉じると同時に、原水弁６を開き、スラリー供給ポンプ２と原水供給ポンプ５を稼動して、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７内の膜１次側を原水で満たした後、ろ過水弁９を開き、エア抜き弁８を閉じて、ろ過工程に戻り、上記工程を繰り返していった。【００６２】
その結果、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の膜ろ過差圧は運転開始直後１５ｋＰａに対し、４ヶ月後には１２０ｋＰａに急上昇し、次亜塩素酸とクエン酸による薬品洗浄回数は１年間の運転期間で３回必要となった。また１年間運転後に次亜塩素酸とクエン酸による薬品洗浄を実施した結果、ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７の純水透水性能は新品時比３３％にしか回復しなかった。ＭＦ／ＵＦ膜モジュール７を解体したところ、膜モジュール内には７ｋｇの乾燥汚泥が蓄積しており、膜表面を電子顕微鏡で観察したところ、膜外表面の２割しか平滑ではなく、膜孔の多くが擦過により閉塞していることを確認した。【００６３】
なお、各実施例・比較例の条件・評価結果を表１、表２に示す。【００６４】
【表１】
2011122289.tif 000003
【００６５】
【表２】
2011122289.tif 000004
【符号の説明】
【００６６】
１：活性炭スラリー貯槽
２：スラリー供給ポンプ
３：攪拌機
４：原水貯留槽
５：原水供給ポンプ
６：原水弁
７：ＭＦ／ＵＦ膜モジュール
８：エア抜き弁
９：ろ過水弁
１０：ろ過水貯留槽
１１：逆洗ポンプ
１２：逆洗弁
１３：酸化剤供給ポンプ
１４：酸化剤貯留槽
１５：原水バイパス弁
１６：エアブロワー
１７：空洗弁
１８：排水弁
【図１】
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【国際調査報告】
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